Polietılenin oksijensiz şartlarda biyobozunurluğunun incelenmesi ve biyogaz üretimi potansiyelinin değerlendirilmesi

Son yıllarda plastik kirliliğindeki artış, büyüyen bir çevre sorunu haline gelmiştir. Günümüzde en kalıcı kirleticilerden biri polietilen (PE) olup bozulmaya karşı yüksek direnci nedeniyle doğada kolayca birikir. Ancak son zamanlarda polietilen atıkları parçalayabilen teknikler üzerinde çalışmalar yapılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada temel amaç, üç farklı teknikle muamele edildikten sonra anaerobik koşullarda PE'nin biyolojik olarak parçalanma olasılığını araştırmak ve malzemenin biyogaz üretimi için potansiyelini değerlendirmektir. Bu amaçla kullanılan teknikler (ön işlemler), UV radyasyonuna maruz kalma ile foto-oksidasyon (POxUV), KMnO4 ile mikrodalga destekli oksidasyon (MAOx) ve K2S2O8 ile termal oksidatif bozunmadır (TOD). Çalışmada polietilenin en yaygın iki formu olan, ticari plastik torbalar (filmler) biçiminde, düşük yoğunluklu ve yüksek yoğunluklu polietilen (sırasıyla LDPE ve HDPE) kullanılmıştır. Ön muamelelerin PE numunelere uygulanmasından sonra, sadece MAOx yöntemi ile LDPE numunelerin oksitlenmiş olduğu, malzemenin hidrofobikliğini azaldığı ve dolayısıyla sadece bunların biyolojik bozunma için uygun olduğu görülmüştür. Anaerobik bozunma, termofilik koşullarda (55°C) toplam 125 gün süreyle gerçekleştirilmiştir. Sekiz numuneden ikisi, ko-substratlar olarak glikoz ve asetik asit kullanılarak birlikte bozunmaya tabi tutulmuştur. Deney süresi bittikten sonra numuneler alınmış ve analiz edilmiştir. Ön işleme tabi tutulmuş PE'nin gerçekten de bir dereceye kadar biyolojik olarak parçalanabileceği görülmüştür. FTIR, transmitans değerlerinde genel bir düşüşün yanı sıra CH3 oluşumunu ve sonuç olarak polimerik zincir kesilmesini gösteren 1377 cm-1'de bir sinyalin ortaya çıktığı veya yoğunlaştığı gözlenmiştir. Biyogaz üretimi ile ilgili olarak, numuneler arasında toplamda minimum 536,8 mL ve toplamda maksimum 1474,5 mL kümülatif biyogaz üretimi bulunmuştur. Deney süresinin sonunda, PE numunelerinin kümülatif biyogaz üretimi artmaya devam etmekte olup, bu durum çok yavaş bir hızda olmasına rağmen daha fazla bozulma potansiyeli olduğu anlamına gelmektedir. Anahtar kelimeler: polietilen, ön muamele, oksidasyon, anaerobik, biyobozunurluk, biyogaz.